EVT动力分流混合动力系统图论建模及构型优化综合的设计理论研究

As EVT is an excellent performance HEV transmission, it is wildly accepted in the HEV market. For example, one of the most representative EVT system -Toyota THS, it was accumulatively saled more than 7 million units all over the world. EVT is the mainstream direction of automobile power transmission innovation, to develop a new type EVT, clutches are wildly used to expand the working range and to improve their performance of EVT. But how to design the topology structure of EVT is lack of method and studying experience. . In this project, we focused on the design method of EVT topology structure, and use a developing graph theory to build the model of the power split EVT, then, a method of how to judge the isomorphic of EVT topology structure will also be studied. And then, based on dynamic programming (DP), the EVT energy management optimization and type synthesis method will be studied . The study and results will help to design the optimal topology structure of EVT .

EVT是具有优良性能的混合动力方案，并成为混合动力汽车市场的主流，其中最有代表性的丰田THS系统全球累计销售超过700万辆。EVT是汽车动力传动创新的主流方向，目前主要通过在行星传动基础上增加离合器、制动器的方式来拓展EVT的工作范围，提升其性能，但如何设计EVT的构型还缺乏系统的理论和方法。. 本项目以EVT分流传动混合动力系统的传动构型为研究对象，通过研究EVT分流传动的传动构型的图论建模方式，研究传动构型的同构及剔除，基于动态规划DP优化构型，以添加离合器等构件实现方案继承和变异，研究行星耦合EVT的构型综合优化设计方法，为EVT分流传动混合动力系统的构型综合设计奠定理论和方法基础。

EVT利用速度耦合的调速电机和扭矩耦合的驱动电机，可以实现发动机转速和扭矩的解耦控制，通过传动速比的连续变化和电驱动扭矩的连续控制，可以实现动力传动系统的最佳控制，使混合动力系统的优化匹配成为可能，是理想的混合动力传动系统，从美国及日本混合动力汽车的销售情况看，EVT已成为混合动力驱动发展的主流。EVT系统中行星传动有众多构型方案，且不同EVT的传动构型，燃油经济性差异巨大。项目采用图论方法和邻接矩阵，自动化建立构型方案的动力学模型；基于帕累托优化原理（Pareto Optimal Principle）和动态规划算法（Dynamic Programming, DP）提出一种兼顾计算效率和准确性的快速动态规划算法（Rapid Dynamic Programming, Rapid-DP），使海量设计方案的评价成为可能。将Rapid-DP算法和粒子群算法（Particle Swam Optimization, PSO）相结合形成联合优化算法，对传动参数和部件参数进行联合优化。本项目所提出的图论建模方法和快速动态规划算法为行星耦合混合动力传动系统的构型设计和参数优化奠定了方法基础。